(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤの摩耗を検出し、安全走行を確保できるレンタルタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１２を装着して貸し出し、車両の安全走行に不適切になったと判定されることを条件に交換されるレンタルタイヤ用ホイール１１は、装着されるタイヤの肉厚を測定するための肉厚センサ１５と、肉厚センサによる測定データを送信する送信手段１８，１９と、好ましくはこれらに加えタイヤの空気圧を測定するための空気圧センサー１３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着して貸し出し、車両の安全走行に不適切になったと判定されることを条件に交換されるレンタルタイヤ用ホイールであって、
装着されるタイヤの肉厚を測定するための肉厚センサと、
前記肉厚センサによる測定データを送信する送信手段とを有することを特徴とするレンタルタイヤ用ホイール。
【請求項２】
装着されるタイヤの空気圧を測定するための空気圧センサをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のレンタルタイヤ用ホイール。
【請求項３】
車両に装着されたレンタルタイヤ用ホイールからの測定データを受信する受信手段と、
この測定データにより車両の安全走行に不適切になったと判定されたとき、これを通知する警報手段とを有することを特徴とするレンタルタイヤの状態監視装置。
【請求項４】
レンタルタイヤ用ホイールが装着された契約者の車両が定期的に戻ってくる場所に設置されるためのレンタルタイヤ管理端末であって、
車両がその設置場所に戻ってきたときに、レンタルタイヤ用ホイールのIDを取得するID取得手段と、
このID取得手段により、前記IDが所定時間間隔で取得されているかどうかを判定する取得判定手段とを有し、
この取得判定手段の判定結果により、貸し出されたレンタルタイヤが契約者の車両によって使用されていることを確認することを特徴とするレンタルタイヤ管理端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、契約者にタイヤを装着して貸し出すためのレンタルタイヤ用ホイール、レンタルタイヤの状態監視装置およびレンタルタイヤ管理端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車などの車両のタイヤは、走行により摩耗するものであり、その接地面または側面に損傷を受けることもある。著しく摩耗したタイヤあるいは損傷したタイヤを装着したまま車両を走行させることは、重大事故の原因となるため、定期的な点検が義務付けられている。とくに業務用車両の場合、走行距離が長いため、タイヤの摩耗が早く、また損傷の機会も多い。
【０００３】
タイヤを含む車両の状態を運転者が乗車前に点検することが義務とはなっているが、そのような日常点検のみによって運転者がタイヤの交換の必要性を的確に判断することは容易ではない。
そこで、タイヤの摩耗を警告する装置（特許文献１）、タイヤの空気圧低下を判断する装置（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６２３８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、一定期間の走行距離、すなわち車輪の回転数からタイヤの摩耗を推定するタイヤの摩耗警告装置を開示するが、タイヤ自体の摩耗状態を直接検出できるものではなく、また損傷があったとしてもこれを検出することはできない。摩耗はユーザに警告されるが、タイヤ交換をするかどうかはユーザすなわち運転者の意思による。特許文献２は、空気圧低下を検出するとナビゲーションシステムを利用してガソリンスタンドに誘導するシステムを開示する。
【０００６】
これら先行技術文献に開示された技術は、タイヤをレンタルするという発想によるものではなく、通常の買い取りタイヤについてのものであると思われる。したがって、タイヤ交換の際の新品タイヤの購入費用を考えて、できる限りタイヤを長く使用しようとする傾向にあり、必ずしも適切でない状態のタイヤの使用が継続されることがある。
【０００７】
もし、タイヤをレンタルでき、所定基準まで摩耗した場合にタイヤを交換するようにすれば、常に適正なタイヤを使用して安全な車両運行をすることができる。とくに乗務用車両の場合、運転者の安全意識のみに依存するのではなく、運送事業者がタイヤの摩耗、破損に関する管理を行うことができるようにすれば、使用者管理責任も果たせることになる。
【０００８】
一般に、一年あたり、タクシーで５万ｋｍ、トラックで１０万ｋｍ程度走行するとされ、タイヤは摩耗のため約３万ｋｍ走行ごとに交換する必要があるとされている。したがって、定期点検のサイクルの途中で交換時期が来ることが十分に予想される。このような事業者において、タイヤの摩耗状態を適宜完全に把握することは、必ずしも容易ではない。また、使用済みタイヤを大量に廃棄し、新品タイヤを大量に購入することは、資源の有効活用の観点から無駄である。
【０００９】
本発明の第1の目的は、車両の安全運行を確保することができるレンタルタイヤおよびその状態監視装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、貸与したレンタルタイヤを確実に回収することが可能なレンタルタイヤの管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるレンタルタイヤ用ホイールは、タイヤを装着して貸し出し、車両の安全走行に不適切になったと判定されることを条件に交換されるものであって、装着されるタイヤの肉厚を測定するための肉厚センサと、肉厚センサによる測定データ（これに基づく溝深さデータであってもよい）を送信する送信手段とを有することを特徴とする。このレンタルタイヤ用ホイールにより、装着タイヤの摩耗を正確に検出でき、無駄のないタイヤ交換による安全走行確保が可能となる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態によるレンタルタイヤ用ホイールは、装着されるタイヤの空気圧を測定するための空気圧センサをさらに備えたことを特徴とする。
これにより、空気漏れを生じるようなタイヤ破損を検出でき、安全走行確保が可能となる。
【００１２】
本発明によるレンタルタイヤ状態監視装置は、車両に装着されたレンタルタイヤ用ホイールからの測定データを受信する受信手段と、この測定データにより車両の安全走行に不適切になったと判定されたとき、これを通知する警報手段とを有する。これにより、運転者がタイヤ交換の時期を正しく知ることができ、安全運行が確保される。
【００１３】
本発明によるレンタルタイヤ管理端末は、レンタルタイヤ用ホイールが装着された契約者の車両が定期的に戻ってくる場所に設置されるものであって、車両がその設置場所に戻ってきたときに、レンタルタイヤ用ホイールのIDを取得するID取得手段と、このID取得手段により、IDが所定時間間隔で取得されているかどうかを判定する取得判定手段とを有し、この取得判定手段の判定結果により、貸し出されたレンタルタイヤが契約者の車両によって使用されていることを確認することを特徴とする。これにより、レンタルタイヤが契約者により適正に使用されていることを確認することができ、タイヤのリサイクル率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるレンタルタイヤの概略構成を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるレンタルタイヤ状態監視装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるレンタルタイヤ管理端末の構成を示す図である。
【図４】図３のレンタルタイヤ管理端末に記憶されるデータテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照して、本発明の一実施形態によるレンタルタイヤの構成を説明する。図１において、レンタルタイヤ１０は、ホイール１１およびこれに装着されたタイヤ１２を含む。ホイール１１は、図示しないホイールハブとボルト穴１１１とをボルトで結合することにより、車軸に固定される。ホイール１１のフランジ部１１２にタイヤ１２の端部が嵌め込まれて、タイヤ１２とホイール１１とが一体となっている。タイヤ１２は、内側タイヤ層１２１と外側タイヤ層１２２とからなる。外側タイヤ層１２２は、その表面が路面と接地する部分であり、トレッドと呼ばれる。トレッドには、トレッドパターンと呼ばれる模様が立体的に刻まれており、図中には、溝１２３が示されている。この溝１２３は、排水の役割を果たす。
【００１６】
タイヤが摩耗すると、制動距離が伸びたり、いきなりバーストすることがあり、安全走行に支障がでる。残り溝が1.6mm以下になると、タイヤにスリップサインが現れる。残り溝が1.6mm以下では、違法となるので、それ以前にタイヤを交換すべきである。
【００１７】
ラジアルタイヤの場合、内側タイヤ層１２１は、カーカスと呼ばれるスチールまたはポリエステルまたはナイロンでできた層の上にベルトと呼ばれるスチールでできた層を重ねて形成される。バイアスタイヤの場合、内側タイヤ層１２１は、カーカスと呼ばれるナイロンでできた層の上にブレーカーと呼ばれるナイロンでできた層を重ねて形成される。
【００１８】
破損または摩耗したタイヤは、リサイクルすることができる。摩耗したタイヤの場合、摩耗した表層（外側タイヤ層１２２）を削って除去し、新しい外側タイヤ層１２２に張り替えることで、内側タイヤ層１２１を再利用しつつ、実用的性能を十分に発揮する再生タイヤとして使用することができる。また、パンクなどにより破損したタイヤについても、その破損箇所を修復して、再生タイヤとして使用することができる。
【００１９】
ホイール１１の外周面、すなわちタイヤ１２側に向いた面に、タイヤ空気圧を測定する空気圧センサ１３、タイヤ温度を測定する温度センサ１４、およびタイヤの肉厚を測定する肉厚センサ１５とともに、演算制御回路１６、バッテリー１７および送信器１８が設けられている。
【００２０】
空気圧センサ１３は、たとえば、圧電素子であり、温度センサ１４は、たとえば、熱伝対センサ、FBG温度センサなどである。タイヤ空気圧は、高すぎても低すぎても良くない。空気圧不足は発熱による損傷や片減り、空気圧過多はセンター摩耗や傷を受けやすくなるなど、タイヤ損傷の原因となる。また、タイヤ空気圧は、タイヤ温度によって変化する。あるタイヤについて推奨された空気圧、常温でたとえば2kg/m2に設定されているとしても、空気圧センサ１３により測定されるタイヤ空気圧は、たとえば、夏には、2.8kg/m2、冬には、1.8kg/m2となる。タイヤ空気圧を測定する目的は、パンクなどの損傷を、その空気圧から検知することにある。そこで、温度センサ１４により、タイヤ温度を測定し、空気圧センサ１３による測定値を、基準温度における空気圧に補正する。この補正された空気圧が、0.9kg/m2以下となった場合に、パンクと判定される。
【００２１】
肉厚センサ１５は、たとえば、超音波エコーセンサである。タイヤ内面にレーザを照射し、発生した超音波がタイヤ内面と外面との間の肉厚内で進行するエコーの進行時間、反射角および超音波の伝播速度とからタイヤ肉厚を計算する。これにより、複数箇所の肉厚が測定される。この測定されたタイヤ肉厚によりタイヤの摩耗度合いが判定される。また、溝部の肉厚は既知であるから、タイヤ接地部分の肉厚と溝部の肉厚とから溝深さが算出される。
【００２２】
演算制御回路１６は、空気圧センサ１３、温度センサ１４、肉厚センサ１５からの測定データに基づき、タイヤの常温での空気圧および溝深さを算出し、送信器１８、送信アンテナ１９を介して、レンタルタイヤ１０から外部に送信する。送信アンテナ１９は、たとえばホイール１１の側面から外部に露出するように取り付けることができる。このようにすれば、無線免許の不要な周波数、電力の電波を使用する通信により、データ送信が可能となる。なお、送信器１８と送信アンテナ１９とは、気密が保持できる空気バルブなどの構造を介して接続すればよい。
【００２３】
また、ホイール１１には、ID（識別番号）が付与されており、そのIDが、送信器１８、送信アンテナ１９を介して、レンタルタイヤ１０から外部に送信される。ホイールのIDは、演算制御回路１６に記憶させることもできる。演算制御回路１６は、空気圧センサ１３、温度センサ１４、肉厚センサ１５の動作および送信器１８によるデータ送信を制御する。バッテリー１７は、空気圧センサ１３、温度センサ１４、肉厚センサ１５、送信器１８、演算制御回路１６に必要な電力を供給する。
【００２４】
空気圧センサ１３、温度センサ１４、肉厚センサ１５は、常時測定するようにしても良いが、空気圧低下あるいは肉厚減少は、所定時間間隔での測定で足り、このようなサンプリング測定によれば、電力消費を軽減することができる。また、演算制御回路１６で、空気圧および溝深さの変化を監視し、有意な変化があった場合に、その変化後の測定データを送信器１６により送信するようにすれば、電力消費を軽減することができる。バッテリー１７の容量およびホイールに取り付けられるセンサ、演算制御回路、送信器の消費電力は、業務用車両において予想される摩耗によるタイヤ交換サイクルに合わせて設定される。
【００２５】
図２を参照して、本発明の一実施形態によるレンタルタイヤ状態監視装置の構成を説明する。図２において、タイヤ監視装置２０（レンタルタイヤ状態監視装置）は、車両の、たとえばコンソールに取り付けられる。取り付けは、マジックテープ（登録商標）などの簡便な手段によっても可能である。
【００２６】
タイヤ監視装置２０は、受信アンテナ２１、受信器２２、演算制御回路２３、表示器２４、警報ランプ２５を有する。レンタルタイヤ１０の発信アンテナ１９からの信号（ホイールID、タイヤ空気圧および溝深さのデータなど）を、受信アンテナ２１および受信器２２により受信し、ホイールID、タイヤ空気圧および溝深さの数値を、表示器２４に表示する。また、演算制御回路２３は、タイヤ空気圧および溝深さを所定の基準値と比較し、これらが基準値に達したと判定した場合、警報ランプ２５を点灯させる。このタイヤ監視装置２０は、内蔵バッテリーまたは車両のシガレットライターなどの電源から電力供給をうけることができる。
【００２７】
新品タイヤの溝深さは。セダンの場合、8mmであり。タイヤ摩耗により、この溝が浅くなり、たとえば、溝が60%摩耗すると、制動距離が20%伸びる。そこで、半分程度の深さとなった時に、タイヤを交換することが望ましい。
【００２８】
このレンタルタイヤおよびレンタルタイヤ状態監視装置を使用することにより、タイヤをその使用限度（安全な範囲）まで使用することができ、資源の有効活用を図ることができる。
【００２９】
なお、タイヤ監視装置２０には、溝深さ、空気圧などを表示する表示器２４を設けず、警報ランプ２５のみ備えるようにしても良い。警報ランプ２５が点灯すれば、運転者は、タイヤに問題があることが理解できるので、タイヤの状態を実際に確認した上で、タイヤ交換を行うこともできる。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態によるレンタルタイヤ管理システムの構成を示す。  この実施形態では、レンタルタイヤの管理、配送、回収の効率上の観点から、タクシー会社、バス会社など道路運送法に規定する自動車運送事業の許可を受けているものであって、管理運行規定により所定区域で営業を行う運送事業者に、タイヤを貸与する場合を例にしている。
【００３１】
タイヤのレンタルには、まずその条件を定めた契約を締結することが必要であり、タイヤを配送するにも、ある程度まとまった数量のタイヤを納入できる顧客が都合がよい。運送事業者であれば、運行車両がその営業所を拠点としていることが多く、営業所へのタイヤの配送および営業所からの使用済み（不良）タイヤの回収を行うことができ、効率的である。
【００３２】
また、業務用車両は、一般に自家用車両に比べて期間あたりの走行距離が長く、タイヤの摩耗が早く、タイヤ交換のサイクルも短いためタイヤレンタルの必要性が高い。業務用車両であれば、その営業所を拠点にするので、レンタルタイヤの追跡も可能となる。
【００３３】
タクシー、バス、トラックなどの業務用車両は、特定車種の車両がほとんどの事業者により使用されており、そのホイールおよびタイヤのサイズが決まっている。たとえば、タクシーの場合、使用される車種がほぼ限定されており、PCD(Pitch Circle Diameter ボルト穴ピッチ円直径(mm)が同じになり、同じタイプ、サイズのホイールを使用することができる。これは、レンタルタイヤの管理、配送、回収に好都合となる。
【００３４】
図３において、レンタルタイヤ管理システムは、レンタルタイヤ１０およびタイヤ監視装置２０が取り付けられた車両３０、たとえば営業所に設置されるタイヤ管理端末４０、レンタル業者がタイヤレンタルを管理するための中央管理装置５０、およびタイヤ管理端末４０と中央管理装置５０との間のデータ送受信のためのデータ通信網６０からなる。タイヤ管理端末４０は、受信アンテナ４１、受信器４２、演算制御回路４３、記憶回路４４、送受信器４５からなる。受信アンテナ４１は、たとえば業務用車両が定期的に戻ってくる営業所の入り口に設置して、営業車両の入庫時に、タイヤ監視装置２０からデータを受信する。演算制御回路４３は、記憶回路４４にデータを記憶する。また、タイヤ管理端末４０には、表示器４６および警報ランプ４７が設けられている。
【００３５】
図４は、記憶回路４４に記憶されるデータテーブルの一例を表す。図４に示すように、各タイヤをホイールIDについて管理する。ホイールIDのテーブルへの登録は、レンタル業者がタイヤを契約者に対して発送したときに、中央管理装置５０からタイヤ管理端末４０にデータを送ることにより行うことができる。図４のデータテーブルには、貸し出された全てのタイヤのホイールIDが登録される。そして、レンタルタイヤ交換時に、中央管理装置５０からタイヤ管理端末４０にデータを送ることにより、ホイールIDの登録が更新される。
【００３６】
貸与されたタイヤを利用者が無断で譲渡、廃棄などされると、リサイクルができなくなる。確実なリサイクルのためには、貸与されたタイヤの使用後の確実な回収が必要である。個別の車両及びその装着タイヤ個々の位置追跡をリアルタイムですることも可能である。しかし、レンタルタイヤが契約者によって使用されていることがわかれば足りる。そこで、タクシー、バス、配送用トラックなどの業務用車両は、定期的に営業所に戻ってくるという特性を利用して、営業所における管理を行う。
【００３７】
営業所に戻ってきた車両に装着されたタイヤのホイールIDをタイヤ管理端末４０が受信したとき、ID受信日時が記録される。演算制御回路４３は、最新のID受信日時から所定期間（たとえば、数日）が経過しているかどうかを判定し、所定期間が経過していると判定した場合、中央管理装置５０に通知する。すなわち、レンタル業者は、契約者（運送事業者）が、貸与されたレンタルタイヤを正しく管理しているかどうかを確認することができる。したがって、使用済みタイヤの確実な回収が可能となる。
【００３８】
記憶回路４４に記憶されるデータテーブルには、図４に示すように、各レンタルタイヤについて、測定データ（溝深さ、空気圧など）および警報の有無が記憶される。いずれかのレンタルタイヤについて、摩耗などのために、安全運行に不適切であると判定された場合、警報ランプ４７が点灯し、表示器４６に、ホイールIDおよび車両IDが表示される。図４の例では、ホイールIDが“0009”および”0010”のタイヤの溝深さが基準値を下回り、警報ランプ４７が点灯する。表示器４６には、ホイールID”0009”、”0010”および車両ID”3”が表示される。
【００３９】
契約者は、警報を確認し、レンタル業者に交換タイヤの配送を依頼し、使用済みタイヤを返却することができる。したがって、車両の運転者がタイヤ監視装置２０による警報を見落した、あるいは報告を失念した場合であっても、営業所の管理者が、容易に警報を把握し、タイヤ交換を手配することにより、車両の安全運行が可能となる。
【００４０】
このように、本実施形態によるタイヤ管理端末４０を営業所に設置することにより、タイヤの状態管理を運転者任せにすることなく、車両入庫時に測定データを収集することにより、管理者による集中監視が可能となり、契約者の使用者責任も果たせることになる。また、レンタルタイヤが契約者によって使用されていることが確認できるので、レンタルタイヤの不注意な管理を防止し、確実なリサイクルが可能となる。レンタルタイヤの確実な回収により、資源の有効な活用を図ることができるだけでなく、破損したタイヤ、摩耗したタイヤを調査することにより、タイヤの性能向上につなげることも可能である。
【００４１】
レンタルタイヤ契約者（運送事業者）は、その営業所において、タイヤ管理端末４０にパーソナルコンピュータなどを接続しておき、その記憶回路４４に記憶されたデータテーブルを読み出し、コンピュータディスプレイに表示するようにすれば、より詳細な管理が可能となる。
【００４２】
本実施形態によるレンタルタイヤは、タイヤ空気圧および溝深さを測定する機能 を備えたホイール１１とタイヤ１２をセットにして、レンタル事業者からユーザに貸与され、回収されるようにする。たとえば、タイヤ１２のIDと、ホイール１１のIDとを貸し出し時に記録しておき、レンタルタイヤ回収時に、ホイールとタイヤとの一対一の対応付けを確認することもできる。
【００４３】
上記の実施形態では、ホイール１１の演算制御回路１６で、タイヤ空気圧および溝深さを算出しているが、ホイール１１から各センサ１３，１４，１５の出力をそのまま送信し、車載のタイヤ監視装置２０でタイヤ空気圧および溝深さを算出するようにしてもよい。すなわち、ホイール１１の演算処理装置１６とタイヤ監視装置２０の演算処理装置２３の役割分担は、種々の組み合わせが考えられる。
【００４４】
また、上記の実施形態では、車載のタイヤ監視装置２０から測定データをタイヤ管理端末４０に送信するようにしてるが、各ホイール１１から測定データをタイヤ管理端末４０に送信するようにしてもよい。なお、契約者（運送事業者）がタイヤ管理端末４０からデータを読み出すことを許容してもよいが、そのデータの変更を禁止することにより、タイヤ管理がより確実なものとなる。タイヤ管理端末４０での警報を、中央管理装置５０に自動的に送信し、レンタル業者側で、タイヤ交換についてのアドバイスを契約者に対して行うことができるようにしても良い。  
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のレンタルタイヤ用ホイールによれば、タイヤの摩耗、破損をホイールに取り付けたセンサーにより確実に検出し、タイヤの基準を超える摩耗、破損を運転者に警報することができる。複数の車両に装着された数多くのレンタルタイヤの状態を集中管理することができ、レンタルタイヤの使用後の確実な回収、タイヤの再生、性能向上のための使用済みタイヤの調査を可能にする。
【符号の説明】
【００４６】
１０  レンタルタイヤ
１１  ホイール
１１１  ボルト穴
１１２  フランジ部
１２  タイヤ
１２１  内側タイヤ層
１２２  外側タイヤ層
１２３  溝
１３  空気圧センサ
１４  温度センサ
１５  肉厚センサ
１６  演算制御回路
１７  バッテリー
１８  送信器
１９  送信アンテナ
２０  タイヤ監視装置
２１  受信アンテナ
２２  受信器
２３  演算制御回路
２４  表示器
２５  警報ランプ
３０  車両
４０  タイヤ管理端末４０
４１  受信アンテナ
４２  受信器
４３  演算制御回路
４４  記憶回路
４５  送受信器
４６  表示器
４７  警報ランプ
５０  中央管理装置
６０  データ通信網
【図１】
2010254240.tif 000003
【図２】
2010254240.tif 000004
【図３】
2010254240.tif 000005
【図４】
2010254240.tif 000006